hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau chứa các điện tích cùng dấu q1 q2 được treo vào trần một điểm


Câu hỏi:

Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1 q2, được treo vào chung một điểm O bằng hai sợi dây chỉ mảnh, không dãn, dài bằng nhau. Hai quả cầu đẩy nhau và góc giữa hai dây treo là 60°. Cho hai quả cầu tiếp xúc với nhau, rồi thả ra thì chúng đẩy nhau mạnh hơn và góc giữa hai dây treo bây giờ là  90°. Tính tỉ số q1q2.

Trả lời:

hai quả cầu nhỏ bằng kim loại giống hệt nhau chứa các điện tích cùng dấu q1 q2 được treo vào trần một điểm (ảnh 1)

Gọi l là chiều dài của dây treo. Khi chưa trao đổi điện tích với nhau thì khoảng cách giữa hai quả cầu là l vì góc hợp bởi phương của 2 sợi dây là 600. Lực đẩy giữa hai quả cầu là: F1=kq1q2l2

Ta có: tan30o=F1P13=kq1q2Pl2 (1) với P là trọng lượng quả cầu.

Khi cho hai quả cầu trao đổi điện tích với nhau thì mỗi quả cầu mang điện tích q1+q22 . Chúng vẫn đẩy nhau và khoảng cách giữa chúng bây giờ là l2 vì góc hợp bởi phương hai sợi dây là 900.

Lực đẩy giữa chúng bây giờ là: F2=k(q1+q2)28l2

Tương tự như trên, ta có: tan450=F2P1=k(q1+q2)28Pl2 (2)

Từ (1) và (2) suy ra: 83q1q2=(q1+q2)2

Chia hai vế cho q22ta có: 83q1q2=q1q2+12

Đặt q1q2=x ta có phương trình: x2+(283)x+1=0x211,86x+1=0

Các nghiệm của phương trình này là x1 = 11,77  x2 = 0,085.

Xem thêm bài tập Vật lí có lời giải hay khác:

Câu 1:

Từ 2 địa điểm A và B cách nhau 100 km có 2 xe chuyển động thẳng đều và cùng khởi hành lúc 8 h sáng, chạy ngược chiều nhau theo hướng đến gặp nhau. Xe từ A có vận tốc v1 = 30km/h và xe từ B có vận tốc v2 = 20km/h. Chọn gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B.

a. Hai xe gặp nhau lúc nào và ở đâu?

Xem lời giải »


Câu 2:

b. Nếu xe B khởi hành từ lúc 6 h, sớm hơn xe A 2 h thì 2 xe gặp nhau lúc nào và ở đâu?

Xem lời giải »


Câu 3:

Cho 2 điện tích q1 = 9.10-8 C và q2 = 16.10-8 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 5 cm. Điểm có vecto cường độ điện trường vuông góc với nhau và E1 = E2.

Xem lời giải »


Câu 4:

Một vỏ cầu mỏng bằng kim loại bán kính R được tích điện +Q. Đặt bên trong vỏ cầu này một quả cầu kim loại nhỏ hơn bán kính r, đồng tâm O với vỏ cầu và mang điện tích +q. Xác định cường độ điện trường trong quả cầu và tại điểm M với r < OM < R:

Xem lời giải »


Câu 5:

Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 600. Tính điện tích đã truyền cho quả cầu. Lấy g = 10 m/s2.

Xem lời giải »


Câu 6:

Một quả cầu có khối lượng 2 kg được treo bằng một sợi dây mảnh.

a. Phân tích các lực tác dụng lên quả cầu.

Xem lời giải »


Câu 7:

b. Nếu cắt dây thì có hiện tượng gì xảy ra.

Xem lời giải »


Câu 8:

Cho 4 điện tích điểm q1, q2, q3, q4 đặt trong không khí lần lượt tại các đỉnh ABCD của một hình vuông. Nếu hợp lực của các lực điện do các điện tích q1, q2, q3 tác dụng lên q4 có phương AD thì biểu thức liên hệ giữa q2 và q3

Xem lời giải »